Создан графеновый полупроводник

13.01.2024

Американские ученые создали первый в мире полупроводник на основе эпитаксиального графена. Этот материал обладает уникальной кристаллической структурой углерода, обеспечивая более высокую подвижность электронов по сравнению с традиционным кремнием. Транзисторы, созданные на его основе, способны работать на терагерцовых частотах, превосходя кремниевые аналоги в 10 раз.

Этот научный прогресс открывает двери для эффективного использования графена в электронике, предоставляя возможность создания более производительных и быстрых транзисторов, что может повлечь за собой внушительные технологические изменения в будущем

Полупроводники объединяют свойства проводников и изоляторов. Температурный диапазон, при котором электроны могут двигаться через полупроводник, делает его ключевым материалом в электронике. Традиционно, кремний использовался в чипах, но графен, благодаря своей уникальной структуре, предоставляет электронам более свободное движение, снижая сопротивление материала.

Графен, состоящий из одного слоя углерода в гексагональной решетке, отличается высокой проводимостью по сравнению с кремнием. Однако его использование в электронике осложнялось отсутствием "запретной зоны", необходимой для работы транзисторов. Ученые преодолели эту проблему, сплавив графен с карбидом кремния, создав функциональный графеновый полупроводник.

Этот прорыв не только представляет собой первый рабочий графеновый полупроводник, но и обеспечивает возможность интеграции его в существующие производственные процессы. Переход от кремниевых к графеновым пластинам, использованным в эпитаксиальном графене, становится реальностью, предвещая новые горизонты в области электроники.

<< Назад: Летательный аппарат AIR ONE 14.01.2024

>> Вперед: Проектор BenQ GV31 13.01.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Энергия из холода 14.09.2019 Команда ученых из Лос-Анджелеса и Стэндфордского университета создала устройство, которое вырабатывает ток, направляя остаточное дневное тепло в охлажденный воздух. Таким образам, по словам самих авторов проекта, их устройство может использовать и космический холод для создания возобновляемого источника энергии. "Мы считаем, что данная технология позволит эффективно дополнить солнечные батареи и позволят добывать энергию даже в те часы, когда доступ к солнечному свету закрыт", рассказывает Аасват Раман, один из авторов проекта. При всех своих достоинствах, солнечная энергия - увы, не решение всех энергетических проблем человечества. Даже на Земле люди возвращаются домой и начинают активно использовать электроприборы уже в вечерние часы. Конечно, энергию, накопленную за день, можно запасать - однако куда экономичнее и проще дополнить ее системами "ночной" добычи. В отличие от многих аналогов, новый прибор работает благодаря термоэлектрическому эффекту. Используя материал, называемый термопарой, инженеры могут преобразовать изменение температуры в разницу напряжения. Для этого с одной стороны нужен потенциальный источник тепла, а с другой - место для овода тепловой энергии. Проблема же заключается в том, чтобы правильно расположить материалы так, чтобы они генерировали напряжение из охлажденной среды. Более того, большинство термоэлектрических систем полагаются на слишком дорогие для массового использования материалы, так что команда проявила изобретательность и спроектировала свои изделия из максимально простых и дешевых частей. Ученые собрали дешевый термоэлектрический генератор и скрепили его черным алюминиевым диском, чтобы излучать тепло в ночной воздух, когда он повернут в сторону неба. Генератор был помещен в полистирольный корпус, закрытый прозрачным для инфракрасного света окном, и соединен с одним крошечным светодиодом. В результате полевых испытаний выяснилось, что в холодной ночи, когда температура опускается ниже нуля, устройство генерирует примерно 0,8 милливатт мощности, что соответствует 25 милливаттам на квадратный метр. Этого достаточно для того, чтобы запитать, к примеру, слуховой аппарат или лазерную указку. Звучит скромно, не правда ли? Однако для прототипа, собранного буквально "на коленке", это немалые цифры. Команда предполагает, что с правильными настройками и правильными условиями они смогут добиться результата в 500 милливатт на квадратный метр. Помимо освещения в вечерние и ночные часы, наше устройство идеально подойдет для выработки электричества везде, где это необходимо.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025